[發明專利]一種基于切換策略的直接避障跟蹤控制方法及存儲介質

有效

• 申請號: 202110534276.8
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113296401B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 鄭曉龍;楊學博;李湛;高會軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

1.一種基于切換策略的直接避障跟蹤控制方法，其特征在于，針對于被控對象，建立二自由度非線性系統狀態空間模型，并基于切換策略的直接避障跟蹤控制策略進行控制，

所述的二自由度非線性系統的狀態空間模型如下：

其中，表示狀態變量x₁,x₂,x₃,x₄的一階導數，b₁,b₂為已知常數，b₁,b₂不為零；f₁(x₁,x₂),f₂(x₃,x₄)為已知非線性連續函數，u₁,u₂表示非線性系統的控制輸入信號，控制目的為設計系統控制輸入u₁,u₂使系統狀態(x₁,x₃)到達目標點(x_d,y_d)，同時躲避m個障礙物(p_i,q_i)；

所述基于切換策略的直接避障跟蹤控制策略如下

其中，x₁和x₂分別表示系統x軸位置與速度，x₃和x₄分別表示系統y軸位置與速度；u₁、u₂分別為x軸、y軸方向上的控制函數；z₁＝x₁-x_d、z₂＝x₂-α₁、z₃＝x₃-y_d、z₄＝x₄-α₂為跟蹤誤差變量，(x_d,y_d)為給定的系統目標信號，α₁,α₂表示虛擬跟蹤控制函數；s_1,i＝x₁-p_i、s_2,i＝x₂-β_1,i、s_3,i＝x₃-q_i、s_4,i＝x₄-β_2,i為避障誤差變量，(p_i,q_i)為障礙物坐標，i＝1,2,…,m，β_1,i和β_2,i表示虛擬避障控制函數；b₁,b₂為常數，k₂,k₄為正常數；r_i表示系統與障礙物的安全距離；c_2,i,c_4,i為正常數；

所述系統為建立的二自由度非線性系統。